i
TUGAS AKHIR
PENELITIAN TERHADAP BANTALAN POROS
KERETA YANG DIKARBURISING DENGAN ARANG
KAYU MAHONI, ARANG TEMPURUNG KELAPA
DAN ARANG SEKAM PADI MENGGUNAKAN
PEMANASAN KONVENSIONAL
Diajukan untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh Gelaer Sarjana Teknik Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
YOGI KUNCORO
NIM : D.200.03.0028
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
vi
M O T T O
Jangan pernah melunak pada kehidupan ini karena kehidupan ini
akan keras kepada anda, mengeraslah pada kehidupan ini maka
kehidupan ini akan melunak kepada anda
( Andri Wongso)
“Kegagalan adalah peluang untuk memulai lebih pintar”
(Henry Ford)
“Kesempatan akan didapat oleh setiap orang, tetapi tidak sekalipun
mereka menggunakanya”
(Lee Kong Chian)
“Lebih baik mencoba tantangan, mencari kemenangan besar
walaupun dihantui kegagalan, dari pada duduk bengong seperti
orang tidak bersemangat yang tidak gembira dan menderita karena
hidup dalam dunia yang tidak mengenal menang atau kalah”
(Theodore Roosevelt)
Kamu Pasti Bisa Jika Kamu Berfikir Kamu Bisa
vii
PENELITIAN TERHADAP BANTALAN POROS KERETA YANG DIKARBURISING DENGAN ARANG KAYU MAHONI, ARANG TEMPURUNG KELAPA DAN ARANG SEKAM PADI MENGGUNAKAN
PEMANASAN KONVENSIONAL
Yogi Kuncoro, Bibit Sugito, Pramuko Ilmu Purbo
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura
Email : Sangmilioner99@gmail.com
ABSTRAKSI
Karbursing merupakan salah satu proses laku panas untuk meningkatkan kekerasan permukaan pada bantalan poros kereta. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui komposisi kimia, struktur mikro kekerasan brinell dan mengetahui difusi karbon pada bantalan poros kereta dengan menggunakan pemanasan konvensional.
Metode penelitian yang digunakan dalam pengujian bantalan poros kereta adalah pengujian komposisi kimia, pengujian struktur mikro dan pengujian kekerasan brinell pada raw material sebanyak 1 buah specimen. Kemudian dilanjutkan proses karburising dengan penambahan 3 unsur karbon yaitu arang kayu mahoni, arang tempurung kelapa dan arang sekam padi. 6 buah specimen untuk pengujian struktur mikro dan 3 buah specimen untuk pengujian kekerasan brinell.
Hasil analisis dari pengujian komposisi kimia diketahui unsur yang dominan adalah Mangan (Mn) = 0,636%. Pada pengujian struktur mikro bantalan poros kereta terdiri dari fasa ferrit dan perlit, sebelum dan sesudah proses karburising. Hasil pengujian kekerasan pada semua pengujian mempunyai peningkatan kekerasan setelah proses karburising, harga kekerasan yang tertinggi pada arang tempurung kelapa dengan kenaikan 48,1% dengan nilai 242,9 HBN. Pengujian difusi menunjukkan bahwa proses carburizing dengan menggunakan tempurung kelapa mengalami pemasukan karbon yang paling besar yaitu sebesar 0,22 µm.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala
rahmat, hidayah dan inayah-NYA, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Pada penyusunan Tugas akhir ini, penulis mengambil judul
“Penelitian Terhadap Bantalan Poros Kereta yang Dikarburising dengan
Arang Kayu Mahoni, Arang Tempurung Kelapa dan Arang Sekam Padi
Menggunakan Pemanasan Konvensional”. Dalam penyusunan Tugas
Akhir ini, penulis mendapat saran, bantuan, dan bimbingan dari berbagai
pihak. Oleh karena itu pada kesempatan yang baik ini penulis ingin
mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya, kepada yang
terhormat :
1. Bapak Ir. Agus Riyanto, SR, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Bibit Sugito, MT., selaku Dosen Pembimbing Utama
ix
memberikan saran serta arahan dalam penyelesaian Tugas
Akhir ini dengan sangat baik, teliti, sabar serta ramah.
4. Bapak Ir. Pramuko IP, MT., selaku Dosen Pembimbing
Pendamping, dengan segala kesabarannya telah bersedia
memberikan ilmu, pengalaman dan bimbingan yang sangat
berguna.
5. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT., selaku Pembimbing Akademik
penulis yang dengan sabar mengarahkan studi selama di UMS.
6. Bu Dewi Selaku Pembimbing penelitian diLab D3 UGM.
7. Ibu dan keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan
moral, spiritual dan material sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini.
8. Teman-teman seperjuangan yang telah turut memberikan
semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Dengan segala kerendahan hati penyusun tugas akhir ini masih
jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan yang dimiliki penulis. Untuk
itu segala kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan dari
pembaca. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penyusun
pribadi khususnya dan para pembaca pada umumnya.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Surakarta, September 2013
x DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Pernyataan Keaslian Skripsi ... ii
Halaman Persetujuan ... iii
2.2.8. Diagram Kesetimbangan Sistem Besi Karbon ... 22
xi
3.1.2. Penyiapan Tempat Karburising ... 39
3.1.3. Pembuatan Bubuk Arang ... 39
3.1.4. Pembuatan Spesimen ... 40
3.1.5. Mencampur Arang Kayu Mahoni, Arang Tempurung Kelapa dan Arang Sekam Padi dengan Raw Material .... 41
3.1.6. Proses Karburising ... 41
3.1.7. Menguji Specimen Hasil Karburising ... 41
3.2. Bahan dan alat ... 42
3.2.1. Bahan Penelitian ... 42
3.2.2. Peralatan Penelitian ... 44
3.3. Instalasi Penelitian ... 49
4.1.1. Pembahasan Pengujian Komposisi Kimia ... 63
4.2. Pengujian Struktur Mikro ... 63
4.2.1. Pembahasan Pengujian Struktur Mikro ... 65
4.3. Hasil Pengujian Kekerasan ... 66
4.3.1. Pembahasan Pengujian Kekerasan ... 71
xii
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 76 5.1. Kesimpulan ... 76 5.2. Saran-Saran ... 77 DAFTAR PUSTAKA
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Isothermal transformation diagram for 0,2 C; 0,9% Mn
steel... 11
Gambar 2.2 1Continuous cooling transformation diagram. ... 12
Gambar 2.3 Pegerakan atom dengan energi aktifasi ... 18
Gambar 2.4 Larutan difusi substitusi ... 19
Gambar 2.5 Larutan difusi interstisi... 19
Gambar 2.6 Diagram kesetimbangan Besi Karbon (Fe-C) ... 21
Gambar 2.7 Diagram Fasa (Fe-Mn) ... 23
Gambar 2.8 Metoda pemilihan lokasi pengujian ... 31
Gambar 2.9 Prinsip uji kekerasan brinell ... 36
Gambar 3.6 Alat Digital Thermocouple Thermometertype KW06-283. .. 45
Gambar 3.7 Dapur Konvensional ... 46
Gambar 3.14 Optical emission spectrometer ... 51
Gambar 3.15 Inverted metallurgical microscope ... 52
Gambar 3.16 Micro hardness tester ... 53
xiv
Gambar 4.2 Struktur mikro baja karbon sedang dengan karbon arang kayu mahoni dengan pembesaran 200 x ... 64 Gambar 4.3 Struktur mikro baja karbon sedang dengan karbon arang
tempurung kelapa dengan pembesaran 200 x ... 64 Gambar 4.4 Struktur mikro baja karbon sedang dengan karbon arang
sekam padi dengan pembesaran 200 x ... 65 Gambar 4. 5 Perhitungan difusi karbon setelah proses karburising
dengan sumber karbon arang kayu mahoni. ... 73 Gambar 4.6 Perhitungan difusi karbon setelah proses karburising
dengan sumber karbon arang tempurung kelapa. ... 74 Gambar 4.7 Perhitungan difusi karbon setelah proses karburising
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Jumlah specimen (sampel) ... 53 Tabel 4.1 Hasil uji komposisi kimia rawmaterial ... 62
Tabel 4.3.1 Hasil uji kekerasan brinell Baja raw material ... 66 Tabel 4.3.2 Hasil uji kekerasan brinell baja karburising dengan
specimen arang kayu mahoni ... 67 Tabel 4.3.3 Hasil uji kekerasan brinell baja karburising dengan
specimen arang tempurung kelapa ... 68 Tabel 4.3.4 Hasil uji kekerasan brinell baja karburising dengan
specimen arang sekam padi. ... 69 Tabel 4. 3. 5 Perbandingan Hasil Uji Kekerasan Brinell Rata-rata Raw
